架构师训练营 - 第五周学习总结

分布式缓存

缓存：存储在计算机上的一个原始数据复制集，以便于访问。

缓存是介于数据访问者和数据源之间的一种高速存储，当数据需要多次读取的时候，用于加快读取的速度。

缓冲：内存空间的一部分，在内存空间中预留了一定的存储空间，这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据。

缓存(Cache)和缓冲(Buffer)的区别：缓存是用来加速数据从硬盘中“读取”的；缓存是用来加速数据“写入”硬盘的。

缓存的关键指标

缓存命中率

• 缓存是否有效依赖于能多少次重用同一个缓存响应业务请求。

• 如果查询一个缓存，十次查询九次能够得到正确结果，那么它的命中率是 90%。

影响缓存命中率的主要指标

• 缓存键集合大小：键的数量越少，缓存的效率越高。

• 缓存可使用内存空间：物理上缓存的空间越大，缓存的对象越多，缓存的命中率也就越多。

• 缓存对象生存时间：对象缓存的时间越长，缓存对象被重用的可能性就越高。

缓存手段

• 代理缓存：代理用户请求的数据

• 反向代理缓存：代理数据中心的数据

• 多层反向代理缓存

• 内容分发网络(CDN)

• 通读缓存：应用程序访问通读缓存获取数据时，如果通读缓存有需要的数据则返回；如果没有，那么通读缓存访问数据源，从数据源获取数据返回给应用程序，并将这个数据源存在自己的缓存中。

• 旁路缓存：应用程序访问旁路缓存获取数据时，如果旁路缓存中有应用程序需要的数据则返回；如果没有则返回空，应用程序需要自己从数据源读取数据，然后将这个数据写入到旁路缓存中。

技术栈各个层次的缓存

缓存为什么能提升性能

• 缓存数据通常来自内存，比磁盘上的数据有更快的访问速度。

• 缓存存储数据的最终结果形态，不需要中间计算，减少 CPU 资源的消耗。

• 缓存降低数据库、磁盘、网络的负载压力，使这些 I/O 设备获得更好的响应特性。

建议

缓存是系统性能优化的大杀器

• 技术简单

• 性能提升显著：缓存主要优化的是读性能

• 应用场景多

合理使用缓存：使用缓存对提高系统性能有很多好处，但是不合理的使用缓存可能非但不能提高系统的性能，还会成为系统的累赘，甚至风险。使用缓存会存在的问题：

• 频繁修改的数据不适合使用缓存

• 没有热点的访问的数据不适合使用缓存

• 数据不一致和脏读

• 缓存雪崩

• 缓存预热

• 缓存穿透

消息队列与异步架构

消息队列构建异步调用架构

点对点模式

发布订阅模式

消息队列的好处

• 实现异步处理，提升处理性能

• 更好的伸缩性

• 削峰填谷

• 失败隔离和自我修复：发布者不直接依赖消费者，所以消息系统可以将消费者系统错误与生产者系统组件隔离，生产者和消费者互相不受对方失败影响。

• 解耦

MQ 产品比较

技术选型的建议：看社区是否活跃。简单的办法是：通过搜索引擎看搜索结果的总条数。

学习总结

• 之前只是知道应该用缓存和消息队列，但是不知道为什么要用缓存和消息队列，以及为什么这样用合理。藉着这样详细的梳理，能够更加清楚原因。架构师不是仅仅停留在我会用，而是需要更深一步寻找技术的适用场景。

• 藉着作业，看到算法的重要性，之前一直以为算法就面试的时候预备下，藉着老师在作业中的讲述，更新了自己的认知。